论文部分内容阅读
随着钢筋混凝土结构的应用与发展,其耐久性成为人们关注的焦点。钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构耐久性失效形式中最为严重的类型,也是钢筋混凝土桥梁破坏的主要原因。因此,定期检测混凝土桥梁中钢筋锈蚀状况显得尤为重要。目前已有的检测技术主要有破损检测技术、半破损检测技术和无损检测技术三大类。本文研究的脉冲涡流检测属于无损检测技术,具有安全性好、成本低、无须停机、无须预埋、无须拆除混凝土保护层等优点,成为无损检测钢筋混凝土结构的一种高效方法。论文基于电磁脉冲涡流工作原理,自行设计了一套检测系统,完成了基于电磁脉冲涡流的桥梁内部钢筋锈蚀度ANSYS磁场仿真及试验研究,为钢筋锈蚀度的检测探索了一种新方法。论文主要研究内容和结论包括:①在对脉冲涡流的工作原理、趋肤效应、渗透深度以及影响感应电压的几个重要参数分析的基础上,设计了一套电磁脉冲涡流检测系统,并介绍了系统各组成部分的技术指标和功能特性。②完成了锈蚀钢筋电磁脉冲涡流检测试验。检测结果表明,在现有实验条件下,本检测系统在一定提离范围内皆可有效检测出缺陷位置,且锈蚀缺陷越深或者越宽,感应电压幅值会越小,感应电压峰-峰值会越小,脉冲上升沿时间会越小,因此本系统不仅可检测缺陷位置,还能分辨出缺陷的大小,证明该系统是可行的,同时本系统还可以有效检测到钢筋位置和进行钢筋直径大小的比较。③完成了不同钢筋直径的混凝土试块脉冲涡流检测试验。分别采用人工模拟和电化学的方法对试块中的钢筋进行锈蚀,使用本检测系统对不同锈蚀程度的试块进行检测,试验结果表明,钢筋混凝土试块与裸钢筋检测结果有相同的规律。④完成了ANSYS有限元分析软件的仿真分析。首先对电磁场有限元分析做简要介绍,再对混凝土构件中钢筋锈蚀度脉冲涡流检测进行有限元建模与仿真,在混凝土构件一定的保护层厚度下,提取不同锈蚀度下的仿真结果,并与试验结果对比吻合较好。因此,本文探索研究的基于电磁脉冲涡流技术的桥梁内部钢筋锈蚀度检测方法有效可行,且该方法操作方便、结果可靠,具有一定的应用前景。